自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁佳木斯大學(xué)《數(shù)字科技前沿》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種重要的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機的描述中，錯誤的是（）A.有限狀態(tài)機可以分為摩爾型和米利型B.摩爾型有限狀態(tài)機的輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)C.米利型有限狀態(tài)機的輸出只取決于輸入D.有限狀態(tài)機可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)表來描述2、在數(shù)字電路的組合邏輯優(yōu)化中，假設(shè)一個電路的邏輯表達(dá)式較為復(fù)雜。以下哪種工具或方法能夠最有效地幫助進(jìn)行優(yōu)化？（）A.手工推導(dǎo)B.邏輯綜合軟件C.硬件描述語言D.以上方法結(jié)合使用3、對于一個異步清零的計數(shù)器，清零信號的有效時間應(yīng)該滿足什么條件？（）A.小于時鐘周期B.大于時鐘周期C.與時鐘周期無關(guān)D.以上都不對4、在數(shù)字電路的故障診斷中，假設(shè)一個電路出現(xiàn)了錯誤輸出，但輸入信號正常。以下哪種方法最常用于定位故障所在？（）A.邏輯分析儀檢測B.替換可疑元件C.對比正常電路和故障電路D.以上方法結(jié)合使用5、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的進(jìn)制和計數(shù)方式進(jìn)行計數(shù)。一個模12的可逆計數(shù)器，當(dāng)控制信號為加法計數(shù)時，從0開始計數(shù)，經(jīng)過多次時鐘脈沖后，計數(shù)器的值會變成多少？（）A.11B.12C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷6、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，編碼器的作用是什么？一個8線-3線編碼器，當(dāng)輸入為某一特定組合時，輸出的二進(jìn)制編碼是唯一的嗎？（）A.編碼器將多個輸入信號編碼為較少的輸出信號，輸出編碼是唯一的B.編碼器將多個輸入信號編碼為較多的輸出信號，輸出編碼是唯一的C.不確定D.編碼器的輸出編碼不一定是唯一的7、若一個計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)從0000依次遞增到1111，然后又回到0000重新開始計數(shù)，這是一個多少進(jìn)制的計數(shù)器？（）A.4B.8C.10D.168、在數(shù)字系統(tǒng)中，三態(tài)門常用于實現(xiàn)總線的連接。以下關(guān)于三態(tài)門的描述中，不正確的是（）A.三態(tài)門有高電平、低電平和高阻態(tài)三種輸出狀態(tài)B.三態(tài)門可以實現(xiàn)多個設(shè)備共享數(shù)據(jù)總線C.當(dāng)三態(tài)門處于高阻態(tài)時，相當(dāng)于與總線斷開D.三態(tài)門的控制信號決定了其輸出狀態(tài)9、數(shù)字邏輯中的加法器可以進(jìn)行多位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個16位二進(jìn)制加法器，當(dāng)兩個輸入都為最大的16位二進(jìn)制數(shù)時，輸出結(jié)果會產(chǎn)生幾個進(jìn)位？（）A.一個進(jìn)位B.兩個進(jìn)位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷10、考慮數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器的類型，JK觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器。假設(shè)JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為高電平，在時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)會如何變化（）A.翻轉(zhuǎn)B.保持不變C.置0D.置111、在數(shù)字邏輯中，若要實現(xiàn)一個能產(chǎn)生周期為1ms脈沖信號的電路，時鐘頻率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz12、對于一個由多個與非門組成的電路，若輸入信號發(fā)生變化，輸出信號的變化會有延遲，這種延遲主要由什么因素引起？（）A.門的級數(shù)B.電源電壓C.環(huán)境溫度D.以上都是13、已知一個邏輯函數(shù)F=AB+CD，若要用與非門來實現(xiàn)該函數(shù)，最少需要幾個與非門？（）A.3B.4C.5D.614、已知一個邏輯函數(shù)的卡諾圖，其中有四個相鄰的1格，可進(jìn)行合并簡化，則合并后得到的乘積項包含幾個變量？（）A.2B.3C.4D.不確定15、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)字電路，用于將一個4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數(shù)值只有一位變化的編碼方式。要實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實現(xiàn)，需要使用特殊的集成電路二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)，舉例說明常見的調(diào)制解調(diào)方式。2、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中如何分析邏輯電路的時序特性，包括建立時間、保持時間和傳播延遲。3、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的布線規(guī)劃中，如何減少信號延遲和串?dāng)_，提高電路的穩(wěn)定性。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器電路，能夠?qū)?位二進(jìn)制輸入轉(zhuǎn)換為16個輸出信號。全面分析譯碼器的邏輯功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，討論如何通過增加使能控制端來提高譯碼器的靈活性和實用性。2、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)的時序約束條件，分析電路設(shè)計是否滿足這些約束。探討如何通過調(diào)整邏輯門的延遲、布線長度和時鐘頻率等因素來滿足時序要求，確保系統(tǒng)的正確工作。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個8位的數(shù)值比較器，能夠比較兩個無符號數(shù)的大小，并輸出相應(yīng)的比較結(jié)果（大于、小于、等于）。深入分析比較器的邏輯結(jié)構(gòu)和比較算法，說明電路中如何實現(xiàn)逐位比較和最終結(jié)果的判定。4、（本題5分）給定一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的碼型變換模塊，如NRZI碼到NRZ碼的變換。分析碼型變換的規(guī)則和邏輯，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)變換功能。探討如何保證碼型變換的準(zhǔn)確性和實時性。5、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號加密和解密電路，基于混沌理論。深入分析混沌加密的原理和算法，解釋如何通過數(shù)字邏輯實現(xiàn)混沌映射和密鑰生成，研究加密強度和安全性評估。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）利用譯碼器和比較器設(shè)計一個能實現(xiàn)數(shù)字大小分類輸出的